影响用电信息采集系统采集成功率的重要因素分析及解决策略

影响用电信息采集系统采集成功率的重要因素分析及解决策略

高玲玲1郭荣坤2马笑天3刘明明4武银昭5

（1.2.3.国网河北省电力公司电力科学研究院050000;4.5.国网藁城供电公司052160）

摘要：用电信息采集在当今电网管理中十分重要，采集的信息包括有关电网监测的各种实时电网参数，用户的用电量等信息，而用电信息采集系统就肩负着采集这一系列重要信息的使命，该系统采集信息的准确与否，与整个电网的负载动态调整，用电厂生产成本回收等息息相关，因此，如何提高采集的成功率并通过技术手段和相应对策及时解决系统中所存在的问题，并利用新技术优势技术提高采集效率，是一项重要的研究课题。

关键词：用电信息采集；电网负载调整；解决策略

现代社会的发展，人们的生产和生活都离不开电能，作为二次清洁能源，自开发之日起就一直受到人们的重用，相关的学术和理论的研究从未停止过，人们也在不断地改进电能的生产，传输和集中用电管理等的方法，提高用电效率和安全性。进入互联网时代，在互联网＋的背景下，电网改进和升级将促进人们更加智能和便捷地用电。

当今正在进行智能电网建设，而在一个现代化的智能化的电网中，用电信息采集系统的设计和部署至关重要，甚至是电网智能化首要的条件之一。只有具备了准确及时的电网信息采集系统，才能实现智能化。分析该系统的采集成功率的影响因素并为之提出切实有效的解决方案，也是本文的主要内容。

1、影响用电信息采集系统的成功率的重要因素分析

1.1采集环境复杂性的影响

对于一个信息采集系统，采集是工作的开始，采集到的数据要首先进行缓存和校验，等待系统总线的接收命令再进行传送。由于环境因素的影响使得信息采集发生困难而无法返回采集信息，会导致最终的采集失败。

如采集到的信息受到电网电压波动的影响，淹没有效采集信号，采集的同时有大量的高峰值的负载涌入造成采集过程波动较大，采集装置无法抗击瞬间的天气变化，环境温湿度变化，电磁环境变化等，使传感器出现较大的零点偏差等等。

1.2采集终端发生故障

采集终端主要包含用电源管理模块、电信息采集模块和用户数据存储和传送模块，在正常情况下，采集终端通过其内部的微处理器来管理和协调终端的信息采集功能和数据存储与传送功能。这可以视为一个相对智能的嵌入式系统，在嵌入式系统中，又根据有无专门的操作系统可分为两种。目前大多数的智能终端是基于简单处理器的无操作系统的嵌入式系统，但随着智能终端所承担的功能越来越丰富，扮演的角色越来越重要。然而作为电力系统的采集终端，其软件系统和硬件系统也像其它任何一个电子设备一样，可能会出现运行错误，兼容性不佳等软件错误和芯片损坏，存储器故障等硬件错误。采集终端的错误无论是软错误还是硬错误，都必须要得到及时的处理，否则就会影响采集用电信息的成功率。

1.3总线故障

当前比较通用的是基于R485总线的信息传输系统，线路上分为主机和从机，每一个设备都有独一无二的设备标识码，基于总线的信息传输中也有优先级划分等仲裁机制。由于管理设备众多，信息并行传输情况比较常见，出现错误的几率也会大大地增加。

也有一些比较重要的节点甚至是安全性比较高的用户终端，采用基于GSM和GPRS的基站通信进行数据传输。移动基站的信息传输，无论从信号完整性，信号覆盖率，信号强度等都有专人继续维护，从此方面讲，会大大降低失败率。但这种传输信息的方式也有一些不可避免的问题，如成本较高，会产生额外费用等。而最关键的一点，移动基站是要验证SIM卡进行身份验证，如果SIM卡座故障，同样也会导致传输失败。

1.4信息中心和通信节点异常或引起传输延迟

信息中心有专门的信息服务器，会通过总线向它的从机发送采集指令，从机才会上传所采集到的数据，因此严格来说，实时采集也会存在一定的网络延迟。如果通信网络的通信节点设置的数量或位置不当，同样会造成网络错误，导致信息传输失败，或在实时采集中导致严重的信息延迟。另外，信息通道的节点设计中如果备用节点未设置或者设置不当，那么某一个通信节点的故障将会导致区域性通信瘫痪，从而影响信息采集的成功率。

1.5信息中心连接数负载动态均衡故障

对于服务器来说，整个电网的用户终端机器和重要的通信节点，都是服务器正常运行过程中的负载。对于服务器的负载量，往往采用动态均衡机制，以此来降低服务器阵列的建设造价。因此，服务器的动态均衡设置相当重要，而短时间的大量访问数据的请求和信息量的冲击，也会给服务器带来极大的挑战，如果出现问题，则影响信息采集的准确率。

2、针对影响采集成功率的因素的解决策略

对于所分析到的可能造成信息采集失败的故障原因。应当在认真分析其发生的可能性之后，采用不同的方法和策略进行补救，以此来保证信息采集的正确率。

2.1采集环境的复杂性

采集环境中存在着电网周期性扰动和突发性电网波动。针对电网正常的周期性波动，要设置符号要求的滤波装置，把工频干扰滤除，同时在硬件设计上要注意防范峰值电压过大的影响，保护传感器和采集电路。在终端封装和外壳包装上，要做好防水、电磁兼容性等。

2.2采集终端发生故障

采集终端要采用可靠的微处理器，至少是工业级产品，重要节点要采用汽车级芯片。要开发方便的软件升级模块，对已知的程序漏洞进行及时补救，减少其运行出错的几率。设置合理的自我检测模块，并能够主动上报检测结果，在发生严重错误时及时通知相关的工作人员进行处理。

2.3总线故障

合理设置总线的主从机，检查设备识别码，保证一定的数量兼容性，能够容纳所有的从机数量，同时可以采取多条总线并行的机制，分担单一总线带来的风险。开发新的信息传输方式和协议，如可以允许设备终端自动连接可用的运营商无线网络，甚至可以尝试终端允许连接家庭宽带，提供稳定、多选择性的网络环境，以备不时之需。

2.4信息中心和通信节点异常或引起传输延迟

信息中心的软件架构要合理编写，经常进行维护。通过设置不同的节点，分担单一节点的数据流量。根据网络拓扑结构，设计安全可靠的备用节点，并将优先级判断和路径选择算法进行优化。

2.5信息中心连接数负载动态均衡出错

设计合理的连接数负载评判机制，计时休眠不需要进行数据传送的节点，回收服务器资源。设计多个信息副中心，进行信息优先汇总，等待服务器空闲再进行传输。升级服务器阵列，提高服务器带宽和可用流量。

结束语

智能的用电信息采集系统，要多用到智能终端，信息通信的新技术，不断地创新和发展。用电安全和方便是关系到国计民生的建设项目，要在该项目上投入更多的研究和开发资金，不断总结和发现新的问题，并不断完善和提高现有的用电信息采集系统个采集能力和采集成功率。

参考文献

[1]王浩.影响用电信息采集系统采集成功率的原因及解决方法分析［A］国家电网，2015

[2]梅厚西.用电采集成功率低的原因及提升策略[A].国家电网,2015

[3]顾国栋.用电信息采集系统集抄用户采集成功率提升研究[A].江苏电力,2013,11.